Die Grundlagen der Nervenzelle Aufbau und Funktion

Die Neuronen sind die Grundbausteine unseres Nervensystems und ermöglichen die Informationsübertragung im Körper. Der Aufbau einer Nervenzelle ist hochspezialisiert und besteht aus verschiedenen wichtigen Komponenten.

Definition: Eine Nervenzelle oder Neuron ist eine spezialisierte Zelle, die Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen verarbeitet und weiterleitet.

Der Nervenzelle Aufbau gliedert sich in drei Hauptbestandteile: Dendriten, Zellkörper (Soma) und Axon. Die Dendriten Funktion besteht in der Aufnahme von Signalen anderer Nervenzellen. Der Zellkörper enthält den Zellkern Nervenzelle Funktion, der für die Steuerung der Zellaktivitäten verantwortlich ist. Das Axon Nervenzelle ist ein langer Fortsatz, der die Signale weiterleitet.

Highlight: Die Signalübertragung erfolgt über spezialisierte Kontaktstellen, die Synapsen. Der Synapse Aufbau ermöglicht die präzise Weitergabe von Informationen zwischen Nervenzellen.

Aktionspotentiale in Neuronen: Grundlagen und Funktionsweise

Das Aktionspotential ist ein fundamentaler Prozess in der Nervenzelle Funktion, der die Informationsweiterleitung im Nervensystem ermöglicht. Der Ablauf lässt sich in mehrere charakteristische Phasen unterteilen, die präzise aufeinander abgestimmt sind.

Definition: Das Ruhepotential einer Nervenzelle beträgt etwa -70 mV. In diesem Zustand sind die spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumkanäle geschlossen.

Die Entstehung eines Aktionspotentials beginnt mit der Depolarisationsphase. Durch einen Reiz öffnen sich zunächst einige spannungsgesteuerte Natriumkanäle, wodurch Natriumionen in das Zellinnere einströmen. Sobald der Schwellenwert von etwa -50 mV erreicht wird, öffnen sich schlagartig weitere Natriumkanäle. Diese positive Rückkopplung führt zu einer schnellen Depolarisation der Membran.

Hinweis: Die Öffnung der Natriumkanäle erfolgt nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip: Wird der Schwellenwert erreicht, läuft das Aktionspotential immer vollständig ab.

Die Repolarisationsphase wird durch zwei Mechanismen eingeleitet: Die Natriumkanäle inaktivieren sich selbst, während sich gleichzeitig spannungsabhängige Kaliumkanäle öffnen. Der Ausstrom von Kaliumionen führt zur Wiederherstellung des negativen Membranpotentials. Die kurzzeitige Hyperpolarisation unter das Ruhepotential entsteht durch die verzögerte Schließung der Kaliumkanäle.

Signalweiterleitung an Synapsen und deren Bedeutung

Die Weiterleitung von Aktionspotentialen erfolgt entlang des Axon Nervenzelle bis zu den Synapsen. Der Synapse Aufbau ist dabei entscheidend für die Signalübertragung zwischen Neuronen.

Fachbegriff: Eine elektrische Synapse ermöglicht durch Gap Junctions eine direkte und sehr schnelle Signalübertragung zwischen Nervenzellen.

Bei chemischen Synapsen führt das ankommende Aktionspotential zur Freisetzung von Neurotransmittern aus dem präsynaptischen Terminal. Diese Botenstoffe diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden an spezifische Rezeptoren der postsynaptischen Membran. Die axosomatische Synapse ist dabei eine häufige Form der neuronalen Verbindung, bei der das Axon direkt auf den Zellkörper einer anderen Nervenzelle trifft.

Beispiel: Bei Synapsen Krankheiten wie Myasthenia gravis ist die synaptische Übertragung gestört, was zu Muskelschwäche führt.

Die Integration verschiedener synaptischer Signale erfolgt hauptsächlich an den Dendriten. Die Dendriten Funktion besteht in der Aufnahme und Weiterleitung dieser Signale zum Zellkörper, wo die Information verarbeitet wird.